JP7257083B1 - 耐火胴縁を用いた外壁材 - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ金属を使用せずに施工性を維持し耐火性能を向上させた耐火胴縁を用いた外壁材を提供する。【解決手段】耐火胴縁を用いた外壁材は、柱材の前面に下地板を貼り付けた下地材と、前記下地材の前面に複数の耐火胴縁を間欠的に配置して通気層を確保した上で複数の不燃板を張り付けた不燃材と、を有し、前記耐火胴縁は、貝殻を芯材としてマグネシウムを含ませ岩石を混合して成形されたシェルボードを用いたマグネシウム板が、木胴縁の前面に貼着した上で前記柱材にビス留めされ、隣接する前記不燃板間の目地を塞ぐように前記シェルボードを用いた耐火ジョイナーが前記マグネシウム板に取り付けられる、ことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、火事の際に建物の外壁から下地まで熱が到達するのを抑制する耐火胴縁を用いた外壁材に関する。

木造建築物を耐火構造にする場合、外壁の下地材に通気胴縁を介した上で表面に耐火パネル等が貼り付けられる。下地材としては、例えば、柱や間柱を不燃ボード等で挟んだ上で柱間に断熱材などを充填したものがある。特許文献１に記載されているように、隣接する建築板の間にジョイナーを介在させ、その目地に耐火材を入れた上でシーリングする発明も開示されている。

表面に不燃材などを使用していても、ジョイナーなど金属製の部材を使用していると、熱伝導により内部の木材や樹脂が燃えたり焦げたりする場合がある。特許文献２に記載されているように、表面の耐火パネルから下地材に熱が伝導して内部が燃焼しないような通気胴縁を用いた発明も開示されている。

特開２０２０－１０５７３４号公報 特許第６６０７５４６号公報

しかしながら、耐火材を使用していても耐火時間を超えて溶けてしまえば、金属部材を介して熱が奥へ伝達してしまうことから、金属自体を使用したくないケースもある。不燃材を何枚も重ねれば、耐火性能は向上するが、重量が大きくなり、厚みも出て施工性が悪くなる。

そこで、本発明は、できるだけ金属を使用せずに施工性を維持し耐火性能を向上させた耐火胴縁を用いた外壁材を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明である耐火胴縁を用いた外壁材は、柱材の前面に下地板を貼り付けた下地材と、前記下地材の前面に複数の耐火胴縁を間欠的に配置して通気層を確保した上で複数の不燃板を張り付けた不燃材と、を有し、前記耐火胴縁は、貝殻を芯材としてマグネシウムを含ませ岩石を混合して成形されたシェルボードを用いたマグネシウム板が、木胴縁の前面に貼着した上で前記柱材にビス留めされ、隣接する前記不燃板間の目地を塞ぐように前記シェルボードを用いた耐火ジョイナーが前記マグネシウム板に取り付けられる、ことを特徴とする。

前記耐火胴縁を用いた外壁材において、前記耐火胴縁は、前記木胴縁の前面及び後面に前記マグネシウム板を貼着する、ことを特徴とする。

前記耐火胴縁を用いた外壁材において、前記耐火胴縁は、１枚又は複数の前記マグネシウム板を前記柱材にビス留めする、ことを特徴とする。

前記耐火胴縁を用いた外壁材において、前記マグネシウム板は、内部にガラス繊維ネットを入れて補強される、ことを特徴とする。

本発明によれば、金属の使用を最小限にしても施工性を維持したまま耐火性能を向上させることができる。表面の不燃材を薄くしても内部への熱の伝達を抑制することができるので、外壁が軽量化される。

本発明である耐火胴縁を用いた外壁材を示す図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材を示す図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材において、ハット型ジョイナーを用いて表面に不燃材を配置した場合を示す図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材において、ハット型ジョイナーを用いて表面に不燃材を配置した場合を示す図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材を使用しない場合と使用した場合を比較した写真である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材を使用しない場合と使用した場合を比較した写真図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材を使用しない場合と使用した場合を比較した写真図である。 本発明である耐火胴縁を用いた外壁材において耐火胴縁の構造を変えた場合を示す図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。なお、建物の外側を向く面を前（表）とし、建物の内側を向く面を後（裏）とする。

まず、本発明である耐火胴縁を用いた外壁材について説明する。図１は、耐火胴縁を用いた外壁材の（ａ）平面断面図、（ｂ）正面図であり、図２は、耐火胴縁を用いた外壁材の側面断面図である。なお、図１（ｂ）において、斜線より上は、一番手前の不燃板を透過させた状態を示す。

図１及び図２に示すように、外壁材１００は、柱材（柱２２０および間柱２３０）の前面に下地板２４０を貼り付けた下地材２００と、その下地材２００の前面に複数の耐火胴縁４００を間欠的に配置して通気層４３０を確保した上で複数の不燃板３２０を張り付けた不燃材３００とを有する。

下地材２００は、外壁を仕上げるための下地となる部分で、建物の躯体の一部である。火事などの際に不燃板３２０を用いて燃えたり焦げたりしないようにする。下地材２００は、建物を支えるために所定の間隔で配置された柱２２０、外壁などを支えるために柱２２０間に配置された間柱２３０、それらの柱材の裏側に不燃ボードなどを貼り付けた板材２１０、柱材の表側に構造用合板などを貼り付けた下地板２４０などを有する。

下地板２４０は、耐震性、耐風性、気密性、防音性などを向上させるために用いられる。板材２１０と下地板２４０を貼ることで、柱２２０と間柱２３０の間の空間が塞がれるが、その空間に断熱材などを充填させても良いし、中空のままでも良い。

不燃材３００は、建物の躯体が火事などで燃えないように、不燃性のある素材を用いて下地材２００に炎や熱が到達するのを抑制する。不燃材３００は、内側にシェルボードなどの不燃ボードを使用した内板３１０、外側にセメント系ボードを使用した不燃板３２０、内板３１０と不燃板３２０の間に間欠的に配置した耐火胴縁４００などを有する。

不燃板３２０は、難燃材料や準不燃材料よりも防火性および耐火性の高い不燃材料を使用する。例えば、セメント系ボード、石膏ボード、シェルボード、マグネシウムボードなどがあり、石膏や骨材などを芯材とし、ガラス繊維などを埋め込んで補強したものでも良い。重量があるので、複数枚重ねたり厚みを大きくしないことが好ましい。

不燃板３２０と内板３１０との間には、耐火胴縁４００により通気層４３０を確保する。さらに、下地材２００と不燃材３００との間には、透湿防水シート２５０を挟むなどして介在させる。外壁から浸入した雨水を通気層４３０から排出するとともに、内部の湿気を通気層４３０から外部へ排出する。

耐火胴縁４００は、木胴縁４１０の前面にマグネシウム板４２０を貼着した上で柱材２２０、２３０にビス３３０留めされ、マグネシウム板４２０で隣接する不燃板３２０間の目地３４０を塞ぐように配置される。

木胴縁４１０は、構造用合板など木材を使用した通気胴縁であり、燃えるのを抑制するために表面にマグネシウム板４２０を当てる。木胴縁４１０にマグネシウム板４２０を接着しても良いし、側面や裏面にも付けて良い。胴縁に金属を用いると、ビス３３０を留めやすいが、炎で熱せられることで木材などを焦がしてしまう。また、胴縁で樹脂を用いると、高温で溶けてしまう上に、ビス３３０を固定しづらい。

マグネシウム板４２０は、シェルボードなど貝殻を芯材としてマグネシウム（水酸化マグネシウムや酸化マグネシウム等）を含ませた不燃ボードである。木チップを混入させると軽量化するが、水に弱くなって脆くなるので、岩石などを混合して成形する。軽い石を混入すれば、軽く水にも強く耐火性も向上する。木胴縁４１０をマグネシウム板４２０で覆うことにより、炎や熱が木胴縁４１０に到達しない。

耐火胴縁４００は、柱２２０または間柱２３０の柱材の位置に合わせて配置され、ビス３３０により木材である柱材まで貫通させて留められる。金属製のビス３３０は、木材にしっかり固定されるが、熱せられたとしても、細いことから、木胴縁４１０や柱材を焦がすまでには至らない。

複数の不燃板３２０を張り付けるときに、不燃板３２０の膨張や収縮、振動などを吸収するために、不燃板３２０間に所定の間隔の目地３４０を確保する。目地３４０の隙間から炎や熱が入り込まないように、耐火胴縁４００を裏側から当てて封止する。

不燃板３２０を重ねて目地３４０の位置をずらすことで炎や熱の侵入を防止した場合、かなりの重量を増すことになる。不燃板３２０をビス留めする際も、不燃板３２０の厚みが増すと、ビスに掛かる荷重も大きくなり、不燃板３２０に空ける孔も多くなると、不燃板３２０の強度にも影響が出る。

耐火胴縁４００であれば、不燃板３２０を重ねる必要はなく、不燃板３２０を横に並べたときの目地３４０の部分だけ塞げば良いので、重量のある不燃材料が最小限となり大幅に軽量化される。

図３は、耐火胴縁を用いた外壁材において、ジョイナーを用いて表面に不燃材を配置した場合の（ａ）平面断面図、（ｂ）正面図であり、図４（ａ）は、平面断面図の一部を拡大した図であり、図４（ｂ）は、側面断面図である。なお、図３（ｂ）において、斜線より上は、一番手前の不燃板を透過させた状態を示す。

図３及び図４に示すように、不燃材３００は、隣接する不燃板３２０の間にハット型ジョイナー５００を介在させて目地３４０を塞いでおり、耐火胴縁４００は、不燃板３２０とマグネシウム板４２０でジョイナー５００を挟むように配置される。

ジョイナー５００は、縦長の板の中央部に突条を形成した金属製の部材であり、突条の左右にそれぞれ不燃板３２０が配置され、端部に耐火胴縁４００を当てることで熱が他に伝達しないように抑止される。なお、突条の表面に不燃性のコーキング剤などの目地剤５１０を充填してシールしても良い。

高温で目地剤５１０が燃えたり溶けたりすると、金属製のジョイナー５００に熱が伝達するが、不燃板３２０とマグネシウム板４２０でジョイナー５００を挟みこんでおり、木胴縁４１０や柱材にまで熱が到達しない。

なお、耐火胴縁４００を使用すれば、ジョイナー５００を使用しなくても目地３４０における耐熱を確保可能であり、目地３４０の間隔も狭くすることが可能であるが、ジョイナー５００を併用しても問題は無い。

図５（ａ）は、耐火胴縁を用いていない外壁材、図５（ｂ）は、耐火胴縁を用いた外壁材、図６（ａ）は、ジョイナーを使用した場合の耐火胴縁を用いた外壁材、図６（ｂ）は、その側面断面の写真である。また、図７（ａ）は、両方の耐火試験の結果であり、図７（ｂ）は、耐火試験後の内部を比較した写真である。

図５及び図６に示すように、耐火胴縁を用いていない外壁材と、耐火胴縁を用いた外壁材を用意し、両方に対して１時間くらい炎を当てた後、３０分くらい放置した。なお、不燃材３００が燃えたとしても、下地材２００が燃えなければ良い。

図７（ａ）に示すように、表面の不燃板３２０を外した状態で、右側の耐火胴縁を用いていない外壁材では、木胴縁４１０及び内板３１０がかなり燃えてしまっているが、左側の耐火胴縁４００を用いた外壁材１００では、木胴縁４１０及び内板３１０はあまり燃えていない。

図７（ｂ）に示すように、不燃材３００を外した状態だと、右側の耐火胴縁を用いていない外壁材では、下地板２４０に焦げ２６０が発生しているが、左側の耐火胴縁４００を用いた外壁材１００では、下地板２４０に焦げは見当たらない。

次に、本発明である耐火胴縁を用いた外壁材において、様々な構造の耐火胴縁について説明する。

図８（ａ）に示すように、外壁材１００は、柱２２０などの柱材の前面に構造用合板などの下地板２４０を貼り付けた下地材２００、下地材２００の前面に複数の耐火胴縁４００を間欠的に配置して通気層４３０を確保した上で複数の不燃板３２０を張り付けた不燃材３００等を有する。

耐火胴縁４００は、貝殻を芯材としてマグネシウムを含ませ岩石を混合して成形されたシェルボードを用いたマグネシウム板４２０を、構造用合板などを用いた木胴縁４１０の前面に貼着した上で柱２２０にビス３３０で留めるとともに、隣接する不燃板３２０の間にシェルボードを用いた耐火ジョイナー５００ａを介在させて目地３４０を塞ぐ。また、耐火ジョイナー５００ａは、打ち込まれたビス３３０の頭部を隠すようにマグネシウム板４２０に取り付ければ良い。

不燃板３２０は、例えば、サイディングボードであり、耐火胴縁４００にサイディング用金具５２０をビス３３０ａで固定した上で、不燃板３２０を取り付ける。サイディング用金具５２０を介在させ、耐火胴縁４００と不燃板３２０の間に金属製のハット型ジョイナーを挟むことができない場合でも、縦長の角材状の耐火ジョイナー５００ａを挟むことで、熱の伝達が抑制される。

なお、耐火胴縁４００は、木胴縁４１０の前面及び後面にマグネシウム板４２０を貼着しても良い。また、耐火胴縁４００は、１枚又は複数のマグネシウム板４２０を柱２２０にビス留めしても良い。マグネシウム板４２０や内板３１０などの不燃ボードは、ビス３３０、３３０ａを固定する力が弱いので、柱２２０など太い柱材までビス３３０、３３０ａを打ち込んで固定するのが好ましい。

図８（ｂ）に示すように、マグネシウム板４２０は、酸化マグネシウム板の内部にガラス繊維ネット４２０ａを入れて補強したものでも良い。なお、酸化マグネシウム板は、主に酸化マグネシウムを含み、その他に、酸化ケイ素、塩化マグネシウム、塩化ホウ素、酸化カルシウム、酸化ナトリウムなどを含む。

本発明によれば、金属の使用を最小限にしても施工性を維持したまま耐火性能を向上させることができる。表面の不燃材を薄くしても内部への熱の伝達を抑制することができるので、外壁が軽量化される。この構造により、４５分の準耐火性能だけでなく、１時間の耐火性能を満たすことができるようになる。

以上、本発明の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。

１００：外壁材
２００：下地材
２１０：板材
２２０：柱
２３０：間柱
２４０：下地板
２５０：透湿防水シート
２６０：焦げ
３００：不燃材
３１０：内板
３２０：不燃板
３３０：ビス
３３０ａ：ビス
３４０：目地
４００：耐火胴縁
４１０：木胴縁
４２０：マグネシウム板
４２０ａ：ガラス繊維ネット
４３０：通気層
５００：ジョイナー
５００ａ：耐火ジョイナー
５１０：目地剤
５２０：サイディング用金具

Claims (4)

1. 柱材の前面に下地板を貼り付けた下地材と、
   前記下地材の前面に複数の耐火胴縁を間欠的に配置して通気層を確保した上で複数の不燃板を張り付けた不燃材と、を有し、
   前記耐火胴縁は、貝殻を芯材としてマグネシウムを含ませ岩石を混合して成形されたシェルボードを用いたマグネシウム板が、木胴縁の前面に貼着した上で前記柱材にビス留めされ、隣接する前記不燃板間の目地を塞ぐように前記シェルボードを用いた耐火ジョイナーが前記マグネシウム板に取り付けられる、
   ことを特徴とする耐火胴縁を用いた外壁材。
2. 前記耐火胴縁は、前記木胴縁の前面及び後面に前記マグネシウム板を貼着する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の耐火胴縁を用いた外壁材。
3. 前記耐火胴縁は、１枚又は複数の前記マグネシウム板を前記柱材にビス留めする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の耐火胴縁を用いた外壁材。
4. 前記マグネシウム板は、内部にガラス繊維ネットを入れて補強される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の耐火胴縁を用いた外壁材。

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